大型空分设备安装及机械故障维修方法研究

渠开民

摘要：随着科学技术发展速度不断加快，我国空分设备制造行业生产出了更加先进的新型空分集成系统、自动控制系统等，切实提升了空分设备在实际运行过程中的能源利用率，大型空分是化工行业发展的重要基础，做好大型压缩机组设备的安装是确保空分装置安全生产、高效稳定运行的前提条件。随着化工行业的不断发展和壮大，大型空分发展受到新技术、新设备的推动正在向着集约化的方向发展，空分装置中所需的压缩机组也正在向着大型化、自动化、高精密化的方向发展，通过大量新装备技术的应用，将使得空分装置的效率和稳定性都得到一定程度的提高，从而给企业带来更多的经济效益。

关键词：空分设备;设备安装;机械故障;维修方法

引言

空分设备作为化工企业重要的公辅设施，主要用于满足各工艺装置对于不同规格氧气、氮气的需求，空分设备的长周期稳定运行对于全厂安全生产具有显著影响。空分设备低温冷箱为低温精馏塔、换热器、管道、阀门提供低温运行环境。冷箱内充填密度小、导热系数低的膨胀珍珠岩（珠光砂），同时，冷箱设置密封气系统，冷箱内充入低压氮气，不使冷箱形成负压或外界湿空气渗入，避免冷箱碳钢面板变形，减少冷箱跑冷损失。空分设备低温冷箱密封气投运方式及密封气流量、压力、氧含量控制对空分设备低温冷箱安全投运、稳定运行、停机备用、故障处理影响大。

1大型空分设备概述

大型空分设备主要以空气为原材料，通过压缩循环及深度冷却等方式将空气转化为液态，通过精馏设施将液态空气中的氧气、氮气逐步分离，以满足不同领域生产要求。现阶段我国大型空分设备种类繁多，依照基本流程，可分为高压空分设备、中压空分设备、高低压空分设备等。大型空分设备内部结构复杂，由动力系统、净化系统、智能系统、精馏系统等组成，不同系统运行状态均可直接影响到大型空分设备的节能减排水平。

2大型空分设备安装及机械故障现状

2.1内部零件变形和磨损故障

内部零件变形和磨损故障主要出现在设备齿轮、承重以及箱体相关的零件位置。因为大型空分设备在正常工作时，会消耗很大功率的电能，从而在运行过程中就会因为一些特殊的情况，导致部分零件发生变形和磨损。当这种设备机械故障发生在空分设备的核心位置的时候，损坏零件不可以再重新修补，必须进行替换，如果不替换进行修复操作就会导致大型空分设备在维修后不长时间就会出现二次故障。

2.2杂质的筛除吸附不彻底

空分装置要通过分子筛纯化器把空气里的水分、二氧化碳和碳氢化合物吸附起来，然后再加热分子筛，加热的原料用的是污氮气。一般来说，分子筛纯化器会有两个，一个在吸附阶段，另一个在再生阶段，这个过程如果不能对空气进行精确的筛选就会导致设备堵塞。分子筛选不能彻底地筛选吸附二氧化碳和碳氢化合物，就会把二氧化碳、碳氢化合物送进主换热器中，而对从空压机中出来的压缩空气进行水分、二氧化碳、碳氢化合物的筛选和分离是空分装置进行的主要环节，如果分离的不彻底，那些化合物等进入设备，就会堵塞主换热器。

2.3人为的不合理操作

实际上，空分装置运行需要使用主换热器三个，要确保检测人员规范合理的操作，而不是随意的进行，就需要在保证反流气体流量不变的基础上，用三个阀的配合来调节热端温差，依据三股气流的出塔温度来判断人员的操作是否规范合理。否则，由于操作人员的心理素质低下，对工作的重视程度不够，不按照规范操作，就会导致整个系统出现不合理的情况，加大了出现问题的可能性，导致换热器的温差过大，不能保证换热器的正常运行。

3大型空分设备安装及维修方法优化

3.1加强前端净化。

目前大型空分均设置有前端净化分子筛吸附流程，分子筛吸附器型式普遍采用立式径向流，吸附器内填充有双层吸附剂，第一层氧化铝主要吸附压缩空气中的水分，第二层分子筛可完全吸附二氧化碳、乙炔等碳氢化合物，部分吸附氧化亚氮、乙烯、丙烷，但对甲烷、乙烷等饱和烃基本不吸附。同时，在分子筛吸附器出口设置总烃、二氧化碳、氧化亚氮以及露点在线分析仪，防止组分浓度超标引起设备冻堵。

3.2气态产品的设备选型优化

气态产品不同于液态产品，对于所含氣体纯度的参数值有极高的标准。在操作过程中，对于低温蒸馏技术的使用也有更为优质的考量。因此，在设备选型时应当全面考虑到这一点。如若实际设备并不能同此工艺进行双技术兼容，就无法提炼出高品质的产品，将阻碍整条生产链的运转。并且，特定的分离产品也需要根据对应的吸附剂进行相应的吸附和获取，实施过程中注意压力比值的考量。同液态产品相同的是，气态产品也需要根据所生产产品和生产主体对象的需求作出详细的划分和界定。一般来说，正确区分空分装置生产的产品性能，分次或多次进行生产时，产品的类别就会相对开散，这时就无法大规模地制取和获得。反之，如果一次性大规模地生产一类产品，此矛盾就能够迅速得到化解。

3.3空分设备布置的合理性

冷量损失能够客观反映空分设备的运行状态，是衡量该设备稳定性与经济性的一项重要指标。冷量损失越小，说明空分设备的保冷能力及换热效率越高，相应的设备稳定性与经济性也越高。冷量损失对空分设备而言，是不可避免的存在，它与空分设备自身的特性密切相关。尽管空分在设计之初会根据不同需求，采取不同的工艺流程，但冷量损失的形式基本相同，大致可以概括为以下三种：（1）热交换不完全;（2）跑冷损失;（3）其他形式的冷量损失，如液体产品的生产及排放（液氧、液氮、液氩等）、阀门的泄露等。相比传统冷箱，整装空分冷箱安装具有质量优、现场安装周期短等优点，因此相较于传统的小格空分设备，当前的空分设备逐渐向大型化发展，市场与部分特殊用户均需要适用于大型空分设备的整装冷箱。

3.4强化对于设备的监测与维护

对系统运作情况必须时刻监督，防止类似情况的出现。相关单位可以增加测温点来对系统进行监控，在主换热器上安置测温点测量氮气氧气等的气体温度，还可以在主换热器的三个板式单元进出通道中添加测温点测量气体温度，提高空间的利用率，提升空分装置的能力，及时发现问题，解决问题，避免温差过大的情况发生。主换热器需要定期的清洗和维护，增加辅助换热单元的设置，可以提高装置的热稳定性。同时，要增强管理，在施工的过程中，必须严格按照程序进行施工，采用标准化的施工工艺，同时，制定完善应急处置方案，加强对于突发情况的处理方案。对设备进行检测和维护是为了能够保证设备处于最佳使用状态，保证设备的稳定运行，同时还保证了空分装置的工作效果。

结束语

随着工业时代的发展，大型空分设备的运用领域更加广泛，运用周期也随之增加。通过对空分设备的主塔、空气净化设备、大型回转压缩设备、成品储存设备四大组成零件结构和安装的分析，更加清楚地了解大型空分设备的组成，为空分设备的故障维修奠定了基础。通过实验，验证了本文研究的大型空分设备机械维修方法优于传统的维修方法，采用该法维修后设备的各项性能指标都高达99%，体现了维修的价值。本文的研究，也可以为我国大型空分设备的发展贡献力量。

参考文献

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